CDN技术在流媒体传输环境下的应用

王瑞

摘 要 文章首先针对CDN技术从概念和特征方面展开分析，而后进一步就其与P2P相结合的典型工作模式进行了

讨论。

关键词 CDN；流媒体；应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0123-01

随着技术的进步，人们对于信息的实时传输需求与日俱增。与此同时，光传输网络的不断成熟，也为更快和更优质的数据传输服务奠定了物理层的基础。在这样的环境之下，流媒体的出现和传输成为了当前网络环境中的关键问题。

1 CDN技术剖析

内容分发网络（CDN，Content Delivery Network），是利用在网络各处放置节点服务器来实现在现有的互联网基础之上构建起智能虚拟网络，并且针对互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节进行规避，确保实现更为快速和稳定的数据传输。随着流媒体在实际生活和工作环境中应用频率的增加，CDN的生命力也跟着到了一个新的阶段。

以CDN本身的工作特征来说，在用户发起某个数据传输请求的时候，CDN能够将用户的访问依据网络负载均衡算法，指向对用户和网络资源最为合理的缓存服务器上，由缓存服务器满足用户的数据传输请求。从解析角度看，是否采用了CDN技术的最主要区别在于网站的授权域名服务器不是以传统的轮询方式来响应本地DNS的解析请求，而是充分考虑用户发起请求的地点和当时网络的情况，来决定把用户的请求定向到离用户最近同时负载相对较轻的节点服务器上，这样就有机会将用户请求分流到CDN逻辑网络中的边缘服务器上，一方面能够帮助用户获取到最优的服务体验，另一个方面则可以有效协调网络中的数据流，防止拥塞发生。

从CDN的运行技术角度看，其为了实现自身价值，涉及到的核心技术包括内容路由技术、内容分发技术、内容存储技术以及内容管理技术四个主要方面。其中内容路由技术负责将用户的数据传输请求导向整个CDN逻辑网络中的最佳节点，并且兼负有对不同节点状态的评估和选择算法。该技术是整个CDN技术的核心部分，其算法以及参数的选用等方面，直接关系到整个CDN网络的效率以及用户数据服务的体验，这项技术之下又包括有应用层重定向以及传输层重定向等多项具体技术，帮助实现整体功能。其次，对于内容分发技术而言，其功能在于将网络上的多种内容从信息源复制并且缓存到CDN边缘服务器上，在这个转存的过程中，主要有两种分支技术，即PUSH和PULL，二者所实现的效果基本一致，但是PUSH是由内容管理系统发起的主动转存技术，而PULL则是由用户请求驱动的被动分发技术。因此从技术角度看，前者更多考虑整个网络的资源分布，而后者则更多考虑用户的数据请求状况。内容存储技术则是CDN网络中所有相关存储的问题，重点包括内容源的存储以及内容在Cache节点中的存储状况。对于存储而言，应当在技术允许的情况下尽最大可能满足用户对于数据的读取需求，因此存储载体的吞吐量、可靠性和稳定性成为了在这个环节需要重点考量的因素和依据。最后对于内容管理技术方面，其工作任务主要是对诸多CDN节点中存储的各项资源进行管理，确定是否需要更新并且监测有否损坏等，其主要工作目标在于提高内容服务的效率和准确程度，对于不同节点的存储利用率也负有一定责任。

2 CDN技术的工作过程分析

CDN在当前的网络环境中有着毋庸置疑的广泛应用，其中最为典型的当属CDN与P2P在技术上的结合，并且构建起的混合内容分发网络（MCDN，Mixed Content Delivery Network）。MCDN与CDN网络拥有同样的技术核心，因此其工作流程也基本一致，图1为典型的MCDN流媒体传输工作构架。

图1 以MCDN为例的CDN系统工作流程

从图1中可以看出整个CDN网络大概可以划分为三个逻辑层结构，其中内容管理系统、EPS管理系统、磁盘文件管理系统以及用户管理系统可以归划为媒体管理层，而索引服务管理和EPS（边缘代理服务器，Edge Proxy Server）内容管理系统可以归为媒体分发层，最后的终端用户，即用户主体归入媒体传输层。用户主体负责发出各种请求，包括注册以及登陆、内容存储、流媒体查询以及域内分发传输等，相应的需求提交不同的功能组件进行处理。媒体分发层中的EPS内容管理系统则负责缓存内容的调度管理，具体包括存储和分发，这个组件需要对用户主体提出的数据请求作出响应，并且需要将其内部存储内容的相应标签索引报送索引服务管理系统。对于索引服务管理系统而言，即需要对不同CDN节点上的数据和内容进行登记和管理，并且负责获取来自于用户主体的相应查询请求并据此作出相应的回应。

位于媒体管理层的用户管理系统，负责对媒体传输层的用户身份进行管理，并且赋予其相应的权限，同时用户管理系统中的相关数据，也会通过CDN网络同步到其他系统中，便于其他功能模块可以依据此类数据实现对于用户主体的服务。而内容管理系统则负责CDN网络的内容制作、审核以及存储和发布等职能，这个模块直接命令和指挥磁盘文件管理系统展开工作，实现磁盘存储体系对于文件的存储、加密以及分发工作。同时内容管理系统还需要支持EPS管理系统进行工作，展开相应的EPS注册、内容路由管理以及缓存信息管理等职能，为EPS内容管理系统提供内容后盾。

3 结论

CDN的出现，大大提高了Web访问的响应速度，对于流媒体数据更是体现出良好的支持特征。目前CDN在国内外都发展很快，吸引了众多内容服务提供商的注意。随着新的多媒体业务模型的增长，内容分发技术与CDN必将成为以高可靠性的、可扩展的与安全的方式提供托管业务的关键。

参考文献

[1]杨戈，廖建新，朱晓民，等.流媒体分发系统关键技术综述[J].电子学报，2009，37（1）.

[2]杨戈，樊秀梅.基于CDN的流媒体动态调度算法[J].通信学报，2009，30（2）.endprint